一種低碳超低硫鋼冶煉方法
2023-09-20 05:37:45 1
一種低碳超低硫鋼冶煉方法
【專利摘要】本發明公開了一種低碳超低硫鋼冶煉方法，採用：鐵水倒罐→鐵水預處理→轉爐留氧操作→RH爐真空脫碳→RH爐合金化及真空脫氣→LF精煉爐鋁絲、鋁線脫氧、石灰造渣→CCM工藝流程，通過鐵水脫硫扒渣，轉爐出鋼留氧制度和造渣制度的優化，RH爐真空脫碳、合金化、脫氣控制，LF爐鋁絲擴散脫氧造渣和餵鋁線沉澱脫氧相結合進行深脫碳、脫硫，重點是通過轉爐出鋼留氧操作、RH深脫碳及LF爐深脫硫相結合進行工藝優化，冶煉過程全程合理的鋼包氬氣底吹控制，充分發揮碳含量控制與脫硫的冶金熱力學和動力學條件，RH爐脫碳穩定，LF爐造渣脫硫和控制增碳效果明顯，實現了低碳超低硫鋼冶煉。
【專利說明】一種低碳超低硫鋼冶煉方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於冶金領域的一種煉鋼工藝，涉及冶煉低碳超低硫鋼碳、硫含量控制的 工藝。
【背景技術】
[0002]硫對鋼的性能會造成不良影響，鋼中硫含量高，會使鋼的熱加工性能變壞，即造成 鋼的"熱脆"性。隨著科技的發展，社會對鋼鐵材料的要求也越來越高，特別是抗Hie和抗 H2S腐蝕用鋼的開發，鋼中硫含量要求在〇· 0010%以內，苛刻的硫含量要求，常規的冶煉脫 硫工藝已不能完全滿足大規模生產需要。特別是部分鋼要求低硫的同時，為了保證屈服性 能和焊接性能，碳含量需控制在較低的範圍，但LF爐深脫硫，導致加熱時間長電極增碳嚴 重，超低硫和低碳控制形成了矛盾。因此，開發一種低碳超低硫鋼冶煉工藝，成為各家鋼鐵 公司研發高附加值品種鋼和效益增長點的發展瓶頸。為了突破這個限制性環節，本發明以 理論計算分析為基礎，充分考慮碳氧反應的有利條件，經過反覆的現場試驗，成功開發低碳 超低硫鋼冶煉工藝。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在於提供一種低碳超低硫鋼冶煉方法，有效解決冶煉過程中低碳和 低硫控制的矛盾，提尚脫氧脫硫效率。
[0004] 本發明實現以上發明目的的技術方案是：
[0005] 一種低碳超低硫鋼冶煉方法，其特徵在於該方法採用鐵水倒罐一鐵水預處理一轉 爐留氧操作一RH爐真空脫碳一RH爐合金化及真空脫氣一LF精煉爐鋁絲、鋁線脫氧、石灰 造渣一CCM流程，通過鐵水脫硫扒渣，轉爐出鋼留氧制度和造渣制度的優化，RH爐真空脫 碳、合金化、脫氣控制，LF爐鋁絲擴散脫氧造渣和餵鋁線沉澱脫氧相結合深脫硫，冶煉過程 全程合理的鋼包氬氣底吹控制，控制充分發揮碳含量控制與脫硫的冶金熱力學和動力學條 件，實現鋼水中[C]彡 0· 035%，[S] < 0· 0010%。
[0006] 本發明通過鐵水脫硫預處理，轉爐出鋼脫氧制度和造瘡制度優化，RH深脫碳、合金 化、脫氣，LF精煉爐脫氧制度和造渣制度的優化的結合，充分脫碳、脫硫，減少了加熱時間， 有效降低了電極增碳，有效解決了低碳、低硫控制之間的矛盾。本發明利用鋁氧平衡反應的 理論計算，結合實際脫氧效率，制定了精確的鋁塊加入量，轉爐出鋼留氧操作穩定，保證RH 到站氧含量在〇· 0300%?0. 0500%之間，RH爐脫碳將碳含量穩定控制在0· 010%以內，LF 爐過程脫氧造渣穩定，LF精煉爐終渣顏色泛白，渣中全鐵含量控制在〇. 50%以內，反應出 該渣具有較強的還原性；LF爐處理結束後，鋼水中硫含量均能控制在0. 0010%,碳含量均 能控制在0. 035%以內。經試驗，採用本發明方法，鋼水中碳、硫含量控制穩定，鑄坯質量良 好，鋼板探傷合格率穩定在99 %以上，保證了高附加值的低碳超低硫鋼的生產，完全滿足現 場大規模生產的要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007] 圖1為低碳超低硫鋼冶煉方法流程圖。
[0008] 圖2為精煉爐終點渣樣效果圖。
【具體實施方式】
[0009] 以下結合具體實施例對本發明作進一步詳細描述。
[0010] 本發明公開了一種低碳超低硫鋼冶煉方法，採用：鐵水倒罐一鐵水預處理一轉爐 留氧操作一RH爐真空脫碳一RH爐合金化及真空脫氣一LF精煉爐鋁絲、鋁線脫氧、石灰造 渣一CCM(連鑄）工藝流程，通過鐵水脫硫扒渣，轉爐出鋼留氧制度和造渣制度的優化，RH 爐真空脫碳、合金化、脫氣控制，LF爐鋁絲擴散脫氧造渣和餵鋁線沉澱脫氧相結合進行深脫 碳、脫硫，重點是通過轉爐出鋼留氧操作、RH深脫碳及LF爐深脫硫相結合進行工藝優化，冶 煉過程全程合理的鋼包氬氣底吹控制，充分發揮碳含量控制與脫硫的冶金熱力學和動力學 條件，RH爐脫碳穩定，LF爐造渣脫硫和控制增碳效果明顯，實現了鋼水中[C] < 0.035%和
[S]彡 0· 0010%。
[0011] 低碳超低硫鋼冶煉方法流程如圖1所示：
[0012] 1、轉爐冶煉工藝：
[0013] (1)鐵水預處理操作。入爐鐵水須經脫硫預處理並扒渣乾淨，要求[S] < 0. 005%， 控制廢鋼中雜質（廢鋼中[S]彡0.010% )，降低轉爐出鋼硫含量，減輕LF爐工序造強還原 渣的脫硫負擔。
[0014] ⑵擋渣操作。嚴格控制出鋼過程中的下渣量，控制下渣量< 2kg/t，降低轉爐出 鋼頂渣脫氧的困難。
[0015] ⑶溫度和碳含量控制。吹煉終點溫度大於1680°C，終點[C]彡0. 045%。
[0016] (3)出鋼造渣。出鋼過程加入複合精煉渣和石灰進行對鋼包頂渣改質，複合精 煉渣（複合精煉渣成分：Ca055%?65%、Al20327%?37%、Si02 彡 8. 0%、H20 彡 0. 5%、 N彡0· 05% )加入量噸鋼大於6Kg，石灰加入量噸鋼大於3Kg。
[0017] (4)出鋼留氧。出鋼不加矽錳合金，過程採用鋁塊弱脫氧，根據轉爐吹煉終點氧含 量（副槍TS0值）加入鋁塊。加入鋁塊後，鋼水中氧含量需控制在300?500ppm。具體加 入量見下表所示。
[0018]
【權利要求】
1. 一種低碳超低硫鋼冶煉方法，其特徵在於該方法採用鐵水倒罐一鐵水預處理一轉爐 留氧操作一RH爐真空脫碳一RH爐合金化及真空脫氣一LF精煉爐鋁絲、鋁線脫氧、石灰造 渣一CCM流程，通過鐵水脫硫扒渣，轉爐出鋼留氧制度和造渣制度的優化，RH爐真空深脫 碳、合金化、脫氣控制，LF爐鋁絲擴散脫氧造渣和餵鋁線沉澱脫氧相結合深脫硫，冶煉過程 全程合理的鋼包氬氣底吹控制，充分發揮碳含量控制與脫硫的冶金熱力學和動力學條件， 實現鋼水中[C]彡0· 035%，[S]彡0· 0010%。
2. 根據權利要求1所述的低碳超低硫鋼冶煉方法，其特徵在於：轉爐出鋼留氧，出鋼過 程不加矽錳合金，採用鋁塊弱脫氧，出鋼至1/3時根據轉爐吹煉終點氧含量即副槍TSO值加 入鋁塊，加入鋁塊後，鋼水中氧含量控制在300
?500ppm，具體加入量見下表所示： 當TSO氧含量彡1300ppm時，每增加 IOOppm氧增加錯塊10Kg。
3. 根據權利要求1所述的低碳超低硫鋼冶煉方法，其特徵在於：RH爐真空脫碳，鋼水 到達RH爐處理工位後，測溫取樣定氧，溫度大於1590°C進行真空脫碳，當溫度彡1590°C時， 鋼水回LF爐升溫到1620°C以上再回RH爐處理，隨著RH真空度由正常大氣壓開始降低，鋼 水脫碳開始，當真空度降低至500Pa以內，碳氧反應基本結束，加入鋁丸200Kg/爐進行深脫 氧，繼續真空保持2min，整個過程底吹氬氣流量控制在5?15Nl/min。
4. 根據權利要求1所述的低碳超低硫鋼冶煉方法，其特徵在於：RH爐真空脫碳後，根 據鋼種成分要求，加入矽錳合金進行合金化；然後進行RH爐真空脫氣處理，真空度不大於 300Pa，保持時間大於15min，整個過程底吹氬氣流量控制在5?15Nl/min。
5. 根據權利要求1所述的低碳超低硫鋼冶煉方法，其特徵在於LF爐深脫硫： 前期操作：鋼水到LF爐處理工位後，調整鋼包底吹流量300?400Nl/min，供電化渣 2?3min後加入石灰3kg/噸鋼、鋁絲0. 3kg/噸鋼，取樣分析，下電極升溫； 中期操作：根據LF爐第一個鋼樣成分和渣況粘稠情況，加入合適石灰和鋁絲造渣脫 硫，石灰加入量噸鋼小於2 Kg，鋁絲0.2kg/噸鋼，脫硫過程控制氬氣流量350?500 NI/ min，餵鋁線調整鋼液鋁含量，餵鋁線過程控制氬氣流量30?60Nl/min，鋁線餵入量：以冶 煉過程鋼水中鋁含量保持在0. 05?0. 06%範圍來控制鋁線餵入量，根據目標鋼種的成分進 行合金化，升溫6?Smin取樣分析，下電極繼續升溫脫硫； 後期操作：根據LF爐第二個鋼樣成分和渣況粘稠情況，加入合適石灰和鋁絲造渣脫 硫，石灰加入量噸鋼小於2 Kg，鋁絲0.2kg/噸鋼，脫硫過程控制氬氣流量350?500 NI/ min，餵鋁線調整鋼液鋁含量，餵鋁線過程控制氬氣流量30?60Nl/min，鋁線餵入量：以冶 煉過程鋼水中鋁含量保持在0. 03%?0. 05%範圍來控制鋁線餵入量，加入合金進行合金化 微調確保合金成分達到鋼種目標要求；下電極繼續升溫脫硫，取樣分析，重複後期操作流程 直到滿足成分要求。
6. 根據權利要求1-5任一所述的低碳超低硫鋼冶煉方法，其特徵在於：入爐鐵水經脫 硫預處理並扒渣乾淨，要求[S] < 0.005%，控制廢鋼中雜質，降低轉爐出鋼硫含量，減輕LF 工序造強還原渣的脫硫和增碳的負擔。
7. 根據權利要求1-5任一所述的低碳超低硫鋼冶煉方法，其特徵在於：嚴格控制出鋼 過程中的下渣量< 2kg/t，防止鋼包頂渣過氧化。
8. 根據權利要求1-5任一所述的低碳超低硫鋼冶煉方法，其特徵在於：控制吹煉終點 溫度大於1680°C，終點[C] < 0. 045%，出鋼30秒後加入複合精煉渣和石灰進行對鋼包頂渣 改質，複合精煉漁加入量噸鋼大於6Kg,石灰加入量噸鋼大於3Kg,複合精煉漁的組分及其 重量百分比為：CaO 55% ?65%、Al2O3 27% ?37%、SiO2 彡 8. 0%、H2O 彡 0· 5%、N 彡 0· 05%。
9. 根據權利要求1-5任一所述的低碳超低硫鋼冶煉方法，其特徵在於：出鋼過程鋼包 底吹氣體流量為200?300Nl/min，出鋼時間控制在5-8min。
10. 根據權利要求1-5任一所述的低碳超低硫鋼冶煉方法，其特徵在於：鋼水成分溫度 均合格後，為了保證夾雜物變性去除，鋼水中餵入純鈣線180?200m/爐或鈣鐵線350? 400m/爐進行鈣化處理，鈣處理結束軟攪拌大於12min，軟攪拌過程底吹氬氣流量控制在 10 ?60 Nl/min。
【文檔編號】C21C7/064GK104232831SQ201410444361
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月2日 優先權日:2014年9月2日
【發明者】曹餘良, 蔡可森, 周桂成, 吳國平, 朱安靜 申請人:南京鋼鐵股份有限公司